JPH0862393A - 多層膜x線反射鏡 - Google Patents

多層膜x線反射鏡

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JPH0862393A
JPH0862393A JP22249694A JP22249694A JPH0862393A JP H0862393 A JPH0862393 A JP H0862393A JP 22249694 A JP22249694 A JP 22249694A JP 22249694 A JP22249694 A JP 22249694A JP H0862393 A JPH0862393 A JP H0862393A
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JP
Japan
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layer
multilayer film
reflectance
element layer
heat treatment
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Application number
JP22249694A
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English (en)
Inventor
Hisataka Takenaka
久貴 竹中
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱負荷のかかる環境で使用しても、多層膜の
構造の乱れが少ない多層膜X線反射鏡を提供すること。 【構成】 異なる物質層が対になって複数層積層された
構造の多層膜X線反射鏡において、層対を構成する物質
層の少なくとも片側の層に、もう一方の層の物質を含有
させる。これによって層対間の元素の拡散を押さえる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体材料など各種の材
料の化学状態、化学組成、不純物濃度なかでも軽元素を
高感度で分析する装置に必要な軟X線を選択する分光素
子や微細加工・X線顕微鏡・X線望遠鏡などに必要なX
線反射鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】単色・準単色の軟X線やX線を選択する
ために、多層膜X線反射鏡が使用されるようになってき
た。多層膜X線反射鏡はシリコンや石英などの基板の上
に一般には軽元素層と重元素層をそれぞれ一定の厚みで
規則正しく積層させて形成されていた。図12は多層膜
X線反射鏡の構造を示すもので、L層は軽元素層、H層
は重元素層を示す。このような多層膜X線反射鏡は特に
軟X線波長領域で回折格子や結晶に比べて反射率が高い
という利点を有している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
Re/Si多層膜においては300℃〜400℃で保持
するだけでRe/Si多層膜の構造が乱れ始める。例え
ばRe/Si多層膜をAr雰囲気中で1時間熱処理した
場合のX線反射率は、200℃,1時間の熱処理ではほ
とんど変化がないが、400℃程度以上の温度では多層
膜の積層構造が原子の拡散などによって乱れ、この影響
でX線反射率は急激に低下する。この事実を反映して、
高強度のX線や軟X線がこの多層膜に照射されると照射
部の温度が上昇し、この部分の積層構造が乱れ、この影
響で反射率が低下していくことが知られている。反射率
が低下すると分析応用の場合は変化しただけ精度や確度
が悪くなり、また、X線リソグラフィーなどに適用して
いた場合、レジストを適性時間露光することが困難にな
る、更には、多層膜そのものの寿命が短いなど様々な問
題が生じていた。本発明は前述の問題点を解決するため
に提案されたもので、その目的は耐熱性を向上させた多
層膜X線反射鏡を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は (1)重元素層と軽元素層とを交互に積層させた多層膜
X線反射鏡において、前記重元素層に軽元素層に含まれ
る物質を少なくとも1種含有させた多層膜X線反射鏡を
発明の特徴とする。 (2)重元素層と軽元素層とを交互に積層させた多層膜
X線反射鏡において、前記軽元素層に重元素層に含まれ
る物質を少なくとも1種含有させた多層膜X線反射鏡を
発明の特徴とする。 (3)重元素層と軽元素層とを交互に積層させた多層膜
X線反射鏡において、前記重元素層に軽元素層に含まれ
る物質を少なくとも1種含有させ、かつ前記軽元素層に
前記重元素層に含まれる物質を少なくとも1種含有させ
た多層膜X線反射鏡を発明の特徴とする。 換言すれば、本発明は異なる物質層が対になって複数層
積層された構造の多層膜X線反射鏡において、層対を構
成する物質層の少なくとも片側の層に、もう一方の層の
物質を含有させ、層対間の元素の拡散を押さえたことを
特徴とする。
【0005】
【作用】前述のように多層膜X線反射鏡を高温保持する
と多層膜の積層構造が原子の拡散などによって乱れ、こ
の影響でX線反射率は急激に低下する。しかし、一方の
層に対になる、他方の層の元素を含ませておくと、すで
にその元素が含まれていることによって元素の拡散量が
抑制される。このため、多層膜の構造の乱れが少なくな
り、その分、耐熱性が向上することになる。即ち、この
ような多層膜では、一方の層に、他方の層の元素が含ま
れている場合、あるいは両方の層にそれぞれ対になって
いる一方の層の元素が含まれている場合の方が、両方の
層の元素が全く異なる場合よりも経時変化が少なくな
る。このような多層膜を、(a)X線・軟X線を利用し
た各種分析に適用した場合、X線反射率の変化が少なく
なり、精度や確度が向上する、(b)X線リソグラフィ
ーに適用した場合、適性露光時間を正確に決められる、
更に、多層膜自身の(c)寿命が延びるなどの作用を有
することになる。
【0006】
【実施例】次に本発明の代表的な実施例について説明す
る。 (実施例1)rfスパッタリング法により重元素層にR
hやRhSiを用い、軽元素層にSi,SiO2 ,Si
3 4 を使用して、Rh/Si多層膜、RhSi/Si
多層膜およびRhSi/Si化合物多層膜を作製した。
それぞれの周期長は約70Å、重元素層と軽元素層の層
厚の比率は1:2、重元素層と軽元素層のペアの数は3
0である。これらをAr雰囲気中、種々の温度で1時間
熱処理した。その時のX線(1.54Å)反射率の変化
を測定した。図1に熱処理後の反射率/熱処理前の反射
率の比(R/R0 )と熱処理温度との関係を示す。反射
率の変化が少ないほど耐熱性に優れていることを示す。
高温での熱処理においてもRhSi/Si多層膜とRh
Si/Si化合物多層膜はRh/Si多層膜に比べ反射
率の低下が少なく耐熱性に優れていることが確認され
た。
【0007】(実施例2)rfスパッタリング法により
重元素層にRhあるいはRh7 3 を用い、軽元素層に
B,B6 Si, BN,B4 Cを使用して、Rh/B多層
膜、Rh7 3 /B多層膜およびRh7 3 /B化合物
多層膜を作製した。それぞれの周期長は約70Å、重元
素層と軽元素層の層厚の比率は1:2、重元素層と軽元
素層のペアの数を30とした。これらをAr雰囲気中、
種々の温度で1時間熱処理した。その時のX線(1.5
4Å)反射率の変化を測定した。図2に熱処理後の反射
率/熱処理前の反射率の比と熱処理温度との関係を示
す。反射率の変化が少ないほど耐熱性に優れていること
を示す。高温での熱処理においてもRh7 3 /B多層
膜およびRh7 3 /B化合物多層膜はRh/B多層膜
に比べ反射率の低下が少なく耐熱性に優れていることが
確認された。
【0008】(実施例3)rfスパッタリング法により
重元素層にRuやRuSiを用い、軽元素層にSi,S
iO2 ,Si3 4 を使用して、Ru/Si多層膜、R
uSi/Si多層膜およびRuSi/Si化合物多層膜
を作製した。それぞれの周期長は約70Å、重元素層と
軽元素層の層厚の比率は1:2、重元素層と軽元素層の
ペアの数は30である。これらをAr雰囲気中、種々の
温度で1時間熱処理した。その時のX線(1.54Å)
反射率の変化を測定した。図3に熱処理後の反射率/熱
処理前の反射率の比と熱処理温度との関係を示す。反射
率の変化が少ないほど耐熱性に優れていることを示す。
高温での熱処理においてもRuSi/Si多層膜とおよ
びRuSi/Si化合物多層膜はRu/Si多層膜に比
べ反射率の低下は少なく耐熱性に優れていることが確認
された。
【0009】(実施例4)rfスパッタリング法により
重元素層にRuおよびRuBを用い、軽元素層にB,B
6 Si, BN,B4 Cを使用して、Ru/B多層膜、R
uB/B多層膜およびRuB/B化合物多層膜を作製し
た。それぞれの周期長は約70Å、重元素層と軽元素層
の層厚の比率は1:2、重元素層と軽元素層のペアの数
を30とした。これらをAr雰囲気中、種々の温度で1
時間熱処理した。その時のX線(1.54Å)反射率の
変化を測定した。図4に熱処理後の反射率/熱処理前の
反射率の比と熱処理温度との関係を示す。高温での熱処
理においてもRuB/BおよびRuB/B化合物多層膜
はRu/B多層膜に比べ反射率の低下は少なく、耐熱性
に優れていることが確認された。
【0010】(実施例5)rfスパッタリング法により
重元素層にNbやNbCを用い、軽元素層にC,B
4 C,SiCを使用して、Nb/C多層膜、NbC/
C,NbC/B4 C,NbC/SiC多層膜を作製し
た。それぞれの周期長は約70Å、重元素層と軽元素層
の層厚の比率は1:2、重元素層と軽元素層のペアの数
を30とした。これらをAr雰囲気中、種々の温度で1
時間熱処理した。その時のX線(1.54Å)反射率の
変化を測定した。図5に熱処理後の反射率/熱処理前の
反射率の比と熱処理温度との関係を示す。高温での熱処
理においてもNbC/C,NbC/B4 C,NbC/S
iC多層膜はNb/C多層膜に比べ反射率の低下が少な
く耐熱性に優れていることが確認された。
【0011】(実施例6)rfスパッタリング法により
重元素層にMoやMoCを用い、軽元素層にC,SiC
を使用して、Mo/C多層膜とMoC/C,MoC/S
iC多層膜を作製した。それぞれの周期長は約70Å、
重元素層と軽元素層の層厚の比率は1:2、重元素層と
軽元素層のペアの数を30とした。これらをAr雰囲気
中、種々の温度で1時間熱処理した。その時のX線
(1.54Å)反射率の変化を測定した。図6に熱処理
後の反射率/熱処理前の反射率の比と熱処理温度との関
係を示す。高温での熱処理においてもMoC/C,Mo
C/SiC多層膜はMo/C多層膜に比べ反射率の低下
が少なく耐熱性に優れていることが確認された。
【0012】(実施例7)rfスパッタリング法により
重元素層にPdあるいはPd2 Siを用い、軽元素層に
Si,SiCを使用して、Pd/Si多層膜,Pd2
i/Si多層膜およびPd2 Si/SiC多層膜を作製
した。それぞれの周期長は約70Å、重元素層と軽元素
層の層厚の比率は1:2、重元素層と軽元素層のペアの
数は30である。これらをAr雰囲気中、種々の温度で
1時間熱処理した。その時のX線(1.54Å)反射率
の変化を測定した。図7に熱処理後の反射率/熱処理前
の反射率の比と熱処理温度との関係を示す。高温での熱
処理においてもPd2 Si/Si多層膜およびPd2
i/SiC多層膜はPd/Si多層膜に比べ反射率の低
下は少なく耐熱性に優れていることが確認された。
【0013】(実施例8)rfスパッタリング法により
重元素層にPdあるいはPd3 Be2 ,Pd3 Beを用
い、軽元素層にBe,Be12Pdを使用して、Pd/B
e多層膜,Pd3Be2 /Be多層膜,Pd/Be12
d,Pd3 Be/Be12Pd多層膜を作製した。それぞ
れの周期長は約70Å、重元素層と軽元素層の層厚の比
率は1:2、重元素層と軽元素層のペアの数は30であ
る。これらをAr雰囲気中、種々の温度で1時間熱処理
した。その時のX線(1.54Å)反射率の変化を測定
した。図8に熱処理後の反射率/熱処理前の反射率の比
と熱処理温度との関係を示す。高温での熱処理において
もPd3 Be2 /Be多層膜,Pd/Be12Pd,Pd
3 Be/Be12Pd多層膜はPd/Si多層膜に比べ反
射率の低下は少なく耐熱性に優れていることが確認され
た。
【0014】(実施例9)rfスパッタリング法により
重元素層にPtあるいはPtBeを用い、軽元素層にB
e,Be5 Ptを使用して、Pt/Be多層膜,PtB
e/Be多層膜,Pt/BePt多層膜を作製した。そ
れぞれの周期長は約70Å、重元素層と軽元素層の層厚
の比率は1:2、重元素層と軽元素層のペアの数は30
である。これらをAr雰囲気中、種々の温度で1時間熱
処理した。その時のX線(1.54Å)反射率の変化を
測定した。図9に熱処理後の反射率/熱処理前の反射率
の比と熱処理温度との関係を示す。高温での熱処理にお
いてもPtBe/Be多層膜,Pt/BePt多層膜は
Pt/Be多層膜に比べ反射率の低下が少なく耐熱性に
優れていることが確認された。
【0015】(実施例10)rfスパッタリング法によ
り重元素層にNi,Ni3 CaおよびNi5 Caを用
い、軽元素層にCaおよびCaNi2 を使用して、Ni
/Ca多層膜,Ni3Ca/Ca多層膜,Ni5 Ca/
Ca多層膜およびNi3 Ca/CaNi2 多層膜を作製
した。それぞれの周期長は約70Å、重元素層と軽元素
層の層厚の比率は1:2、重元素層と軽元素層のペアの
数は30である。これらをAr雰囲気中、種々の温度で
1時間熱処理した。その時のX線(1.54Å)反射率
の変化を測定した。図10に熱処理後の反射率/熱処理
前の反射率の比と熱処理温度との関係を示す。高温での
熱処理においてもNi3 Ca/Ca多層膜,Ni5 Ca
/Ca多層膜およびNi3 Ca/CaNi2 多層膜はN
i/Ca多層膜に比べ反射率の低下が少なく耐熱性に優
れていることが確認された。
【0016】(実施例11)rfスパッタリング法によ
り重元素層にNiおよびNiCを用い、軽元素層にCを
使用して、Ni/C多層膜およびNiC/C多層膜を作
製した。それぞれの周期長は約70Å、重元素層と軽元
素層の層厚の比率は1:2、重元素層と軽元素層のペア
の数は30である。これらをAr雰囲気中、種々の温度
で1時間熱処理した。その時のX線(1.54Å)反射
率の変化を測定した。図11に熱処理後の反射率/熱処
理前の反射率の比と熱処理温度との関係を示す。NiC
/C多層膜はNi/C多層膜に比べ反射率の低下が高温
においても少なく耐熱性に優れていることが確認され
た。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明の多層膜X線反
射鏡は、一方の層に、対になる他方の層の元素が含まれ
ているので、熱負荷のかかる環境で使用しても、すでに
その元素が含まれていることによって各層相互間の元素
の拡散量が抑制される。このため、多層膜の構造の乱れ
が少なくなり、その分、耐熱性が向上することになる。
このため、経時変化が少なくなる。このような多層膜X
線反射鏡を、(a)X線・軟X線を利用した各種分析に
適用した場合、X線反射率の変化が少なくなり、精度や
確度が向上する。(b)X線リソグラフィーに適用した
場合、適性露光時間を正確に決められる。更に、多層膜
自身の(c)寿命が延びるなどの効果を有することにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】Rh/Si系多層膜のX線反射率と熱処理温度
の関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間
保持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図2】Rh/B系多層膜のX線反射率と熱処理温度の
関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間保
持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図3】Ru/Si系多層膜のX線反射率と熱処理温度
の関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間
保持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図4】Ru/B系多層膜のX線反射率と熱処理温度の
関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間保
持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図5】Nb/C系多層膜のX線反射率と熱処理温度の
関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間保
持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図6】Mo/C系多層膜のX線反射率と熱処理温度の
関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間保
持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図7】Pd/Si系多層膜のX線反射率と熱処理温度
の関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間
保持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図8】Pd/Be系多層膜のX線反射率と熱処理温度
の関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間
保持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図9】Pt/Be系多層膜のX線反射率と熱処理温度
の関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間
保持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図10】Ni/Ca系多層膜のX線反射率と熱処理温
度の関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時
間保持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図11】Ni/C系多層膜のX線反射率と熱処理温度
の関係を示した図である。熱処理条件はAr中、1時間
保持。 R・・・熱処理後の反射率、R0 ・・・熱処理前の反射
率。
【図12】一般的な多層膜X線反射鏡の構造を示した図
である。Siなどの基板の上に一定の厚みの重元素層
(H層)と軽元素層(L層)を交互に規則正しく積み重
ねた構造をしている。
【符号の説明】
L層 軽元素層 H層 重元素層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重元素層と軽元素層とを交互に積層させ
    た多層膜X線反射鏡において、前記重元素層に軽元素層
    に含まれる物質を少なくとも1種含有させたことを特徴
    とする多層膜X線反射鏡。
  2. 【請求項2】 重元素層と軽元素層とを交互に積層させ
    た多層膜X線反射鏡において、前記軽元素層に重元素層
    に含まれる物質を少なくとも1種含有させたことを特徴
    とする多層膜X線反射鏡。
  3. 【請求項3】 重元素層と軽元素層とを交互に積層させ
    た多層膜X線反射鏡において、前記重元素層に軽元素層
    に含まれる物質を少なくとも1種含有させ、かつ前記軽
    元素層に前記重元素層に含まれる物質を少なくとも1種
    含有させたことを特徴とする多層膜X線反射鏡。
JP22249694A 1994-08-24 1994-08-24 多層膜x線反射鏡 Pending JPH0862393A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8349514B2 (en) 2009-03-27 2013-01-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrode catalyst for fuel cells, method of preparing the electrode catalyst, and fuel cell including electrode containing the electrode catalyst
JP2015029092A (ja) * 2013-07-08 2015-02-12 カール ツァイス レーザー オプティクス ゲーエムベーハー Euv波長帯斜入射用反射光学素子
JP2017525999A (ja) * 2014-07-11 2017-09-07 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッドApplied Materials,Incorporated 多層スタックを有する極紫外線反射素子、及び極紫外線反射素子を製造する方法

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